JP3577237B2 - 車両用レーダ装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば車両用車間距離を測定するのに使用される車両用レーダ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種のレーダ装置としては、送受共用アンテナを用いることで小型化し、自動車への搭載性を向上させた図１１に示すようなＦＭ−ＣＷレーダ装置が知られている。図１１において、１は発振器、２はパワーデバイダ、３は送信アンプ、４はサーキュレータ、５はホーンアンテナ５１と反射鏡アンテナ５２とからなる送受共用アンテナ、６は目標物体、７は受信アンプ、８はミクサ、９はフィルタ、１０はＡＧＣアンプ、１１はＡ／Ｄ変換器、１２は信号処理装置、１３はアンテナ走査用モータ、１４はハンドル角センサである。そして、上記１乃至５で送信手段を、４、５、７、８で受信手段を、９乃至１２で信号処理手段を、また、１３および５２で走査手段をそれぞれ構成している。
【０００３】
次に、このように構成された従来装置の動作を説明する。信号処理装置１２は線形のＦＭ変調用の電圧信号を出力する。このＦＭ変調用電圧信号により発振器１がＦＭ変調された電磁波を発生する。この電磁波をパワーデバイダ２により２つに分け、一方はミクサ８に入力する。もう一方の電磁波は送信アンプ３で増幅された後、サーキュレータ４を経由し、送受共用アンテナ５から空間に出力される。送受共用アンテナ５から空間に出力された電磁波は目標物体６で反射され、送信電磁波に対して遅延時間Ｔｄをもつ受信電磁波として送受共用アンテナ５に入力される。さらに目標物体レーダ装置に対して相対速度を持つ場合、受信電磁波は送信電磁波に対してドップラシフトｆｄをもって送受共用アンテナ５に入力される。送受共用アンテナ５で受信された電磁波は受信アンプ７で増幅された後、ミクサ８により送信電磁波とミキシングされ、遅延時間Ｔｄとドップラシフトｆｄに対応したビート信号を出力する。得られたビート信号はフィルタ９を通過し、ＡＧＣアンプ１０により増幅されてＡ／Ｄ変換器１１に入力される。そのビート信号から信号処理装置１２は目標物体６までの相対距離と相対速度を算出する。
【０００４】
次に相対距離と相対速度を算出する方法を説明する。図１２は上記レーダ装置を用いた相対距離と相対速度を算出する一例の説明である。ここで、縦軸は周波数ｆ、横軸は時間ｔである。図１２において、送信電磁波（実線）は送信電磁波の周波数掃引帯域幅Ｂ、変調周期ＴｍでＦＭ変調されている。受信電磁波（細い破線および太い破線）は送信電磁波が距離Ｒの位置に存在する目標物体６で反射されて送受共用アンテナ５に入力されるまでの遅延時間Ｔｄを持っている。また、目標物体６が相対速度を持つとき、受信電磁波は送信電磁波に対してｆｄだけドップラシフトする。このとき周波数上昇時における送信信号と受信信号の周波数差ｆｂｕと周波数下降時における送信信号と受信信号の周波数差ｆｂｄがビート信号としてミクサ８より出力される。このビート信号をＡ／Ｄ変換器１１でＡ／Ｄ変換し、信号処理装置１２にデータとして取り込み、ＦＦＴ処理（高速フーリエ変換処理）することにより上記ｆｂｕ、ｆｂｄとその受信レベルＭを求める。ｆｂｕ、ｆｂｄの受信レベルは通常同じでありＭとなる。
【０００５】
上記ｆｂｕ、ｆｂｄ、Ｔｍ、Ｂと光速Ｃ（＝３．０×１０8 ｍ／ｓ）、搬送波の波長λ（搬送波の基本周波数がｆ０ ＝７７ＧＨｚならば、λ＝４．０×１０-3 ｍ）により目標物体の相対距離Ｒと相対速度Ｖは下式により求められる。
Ｒ＝ＴｍＣ／４Ｂ（ｆｂｕ＋ｆｂｄ）、 Ｖ＝λ／４（ｆｂｕ−ｆｂｄ）・・・（１）
また、目標物体が複数存在する場合、周波数上昇時における送信信号と受信信号の複数の周波数差ｆｂｕと周波数下降時における送信信号と受信信号の複数の周波数差ｆｂｄから同一物体のｆｂｕとｆｂｄを選び、式１からそれぞれの相対距離Ｒと相対速度Ｖを求める。
【０００６】
次に、受信レベルＭから信号処理装置１２が目標物体６の方向を演算する方法を述べる。従来、方向を演算する方法として例えばと特公平７−２００１６号公報にモノパルス方式、シーケンシャルロービング方式、コニカル走査方式など代表的な方式が開示されている。ここではシーケンシャルロービング方式について
説明する。この方法は、特開平７−９２２５８号公報に開示されているように、異なる軸を有する２つのレーダビームの受信レベルの差を正規化して用い、広い範囲で角度計測する測角方式と同等のものである。
【０００７】
距離、相対速度および受信レベルＭ１を所定の方向θ１で測定した後、信号処理装置１２はモータ１３を動作させ次の方向θ２に移動し、同様に距離、相対速度および受信レベルＭ２を測定する。これら複数方向の検出データにおいて同一の距離、相対速度のデータを選び出し、受信レベルＭ１と受信レベルＭ２の大小関係により測角する。
【０００８】
具体的には、所定の２方向θ１とθ２におけるアンテナビームパターンＢ１（θ）とＢ２（θ）から和パターンＳ（θ）と差パターンＤ（θ）を下記式より求める。
Ｓ（θ）＝Ｂ１（θ）＋Ｂ２（θ）・・・（４）
Ｄ（θ）＝Ｂ１（θ）−Ｂ２（θ）・・・（５）
次にＳ（θ）で規格化した次式のディスクリＤＳ（θ）を求める。
ＤＳ（θ）＝Ｄ（θ）／Ｓ（θ）・・・・（６）
ここで、Ｓ（θ）の半値幅内θｓ内ではθに対してＤＳ（θ）が単調増加、あるいは単調減少の関係になる。
【０００９】
所定の２方向θ１とθ２の中心をθｏ、Ｓ（θ）の半値幅をθｓとし、θｓで規格化した角度θｎ、およびθｎ＝０付近のＤＳ（θ）の傾きｋを次式で求める。
θｎ＝（θ−θｏ）／θｓ・・・・・・・（７）
ｋ＝ＤＳ（θ）／θｎ・・・・・・・・・（８）
また、受信レベルＭ１と受信レベルＭ２から観測で得られるＤＳを次式から求める。
ＤＳ＝（Ｍ１−Ｍ２）／（Ｍ１＋Ｍ２）・・・（９）
よって、予め計算できるθｓ、ｋ、θｏと、観測で得られたＤＳから次式により目標物体の方向θを求めることができる。
θ＝θｓ／ｋ・ＤＳ＋θｏ・・・・・・・（１０）
【００１０】
上記より測定した目標物体の距離、相対速度、方向とハンドル角センサ１４から道路の曲率を求めた結果より、目標物体が自車両と同一レーン上を走行する先行車かどうかを判定し、車間距離警報や、安全車間距離を保つ追従走行などを行う。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記式を用いて測角する場合、少なくとも２方向で上記ＡＧＣアンプ１０を同じゲインに設定しなければそれぞれの方向での受信レベルを比較できず測角ができない。また、少なくとも２方向で上記ＡＧＣアンプ１０を同じゲインに設定すると、図１３のような走行状況の場合、右レーンの近距離トラックは反射強度が大きいため、そのレベルによりＡＧＣが制限され、実際に検出したい同一レーン上を走行する先行車が検出できなくなるというシステムの運用上の問題があった。
【００１２】
この発明は上記のような問題点を解決するためになされたものであって、どのような走行状況においても最大検知距離をレーダの本来の性能から落とすことなく、確実に先行車の位置を検出できる高性能で安価な車両用レーダ装置を得ることを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る車両用レーダ装置は、電磁波を送信する送信手段と、 目標物体で反射された電磁波を受信する受信手段と、上記送信手段の出力と受信手段の入力に基づいて目標物体の距離および相対速度および受信強度を求める信号処理手段と、上記電磁波の送信方向および受信方向を変更する走査手段と、複数方向での目標物体の受信強度から目標物体の方向を算出する演算手段とを備えた車両用レーダ装置において、複数方向での上記受信手段のＡＧＣ量を独立に制御し、上記受信手段の各ＡＧＣ量に応じて各方向の目標物体の受信レベルを補正し測角するに際し、走行レーン外の反射強度の大きい物体の存在により少なくとも２方向で先行車を検出できないことを判断した場合、主に反射強度の大きい物体を検出している方向のＡＧＣ量を増大させる演算手段を備えたものである。
【００１４】
また、電磁波を送信する送信手段と、 目標物体で反射された電磁波を受信する受信手段と、上記送信手段の出力と受信手段の入力に基づいて目標物体の距離および相対速度および受信強度を求める信号処理手段と、上記電磁波の送信方向および受信方向を変更する走査手段と、複数方向での目標物体の受信強度から目標物体の方向を算出する演算手段とを備えた車両用レーダ装置において、複数方向での上記受信手段のＡＧＣ量を独立に制御し、上記受信手段の各ＡＧＣ量に応じて各方向の目標物体の受信レベルを補正し測角するに際し、走行レーン外の反射強度の大きい物体の存在により少なくとも２方向で先行車を検出できないことを判断した場合、主に反射強度の大きい物体を検出している方向のＡＧＣ量を、先行車を捕捉している方向のＡＧＣ量と同じにする演算手段を備えたものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を説明する。装置の構成、並びに距離、速度等受信レベルＭを求める方法は図１１に示した従来例と同じである。ここではＡＧＣの制御方法について図を用いて説明する。図１はこの発明の要部であるＡＧＣの動作を示すブロック図である。図１において、８はミクサ、１０はＡＧＣアンプ、１１はＡ／Ｄ変換器、１２は信号処理装置である。
【００１６】
目標物体６の反射波をミクサ８が受信するとビート信号Ｖを発生する。ビート信号ＶはＡＧＣアンプ１０にて予め設定されているゲイン量（Ｇａｉｎ・Ｖ）に応じてビート信号ＶをＧａｉｎ・Ｖまで増幅する。増幅されたビート信号はＡ／Ｄ変換器１１にてサンプリングされ、データとして信号処理装置１２に送られ、信号処理装置１２はそのデータに基づいてＡＧＣアンプ１０のゲイン量を再設定する。
【００１７】
ＡＧＣアンプ１０のゲイン量を再設定するためのイメージ図を図２に示す。図２において、信号はＡＧＣアンプ１０にて増幅された信号が８ビットＡ／Ｄ変換器１１に時系列にサンプリングされた結果を示している。信号処理装置１２は増幅された信号の最大振幅がある所定の範囲内に収まるようにＡＧＣアンプ１０のゲイン量を常に設定する。ここでは例としてＡ／Ｄ変換器１１の最大入力値が０．５Ｖとし、そのときのデジタル値を１２７、最小入力値は−０．５Ｖとし、そのときのデジタル値を−１２７としている。また、所定の範囲を最大入力値から４ｄＢ下がった点（デジタル値５０）からマージンを見込んで最大入力値から１ｄＢ下がった点（デジタル値１００）間に収まるようにフィードバック制御する。
【００１８】
このようなＡＧＣアンプ１０の動作の結果について図３を用いて説明する。システム設計結果では、最大受信電力（Ｓｍａｘ）と最小受信電力（Ｓｍｉｎ）との間には７０ｄＢ以上の開きがある。ここで最大受信電力（Ｓｍａｘ）は前方５ｍの平面板の反射レベル、最小受信電力（Ｓｍｉｎ）は前方１２０ｍの乗用車の反射レベルで規定する。また受信電磁波の検出確率を９０％以上確保し、かつノイズを検出する確率を１０−６に抑えるために、受信系ノイズレベルに対し最小受信電力（Ｓｍｉｎ）は１７ｄＢ程度のマージンが必要である。よって、合計９０ｄＢ程度のダイナミックレンジが必要となる。しかし、このようなダイナミックレンジを持つＡ／Ｄ変換器は計算上１５ビット必要となり、車両用としてはコスト、ノイズの面で実現不可能である。
【００１９】
上記背景から図３に示すように、大きな受信電力（近距離目標物体）の反射の場合はＡＧＣのゲインを小さくし、小さな受信電力（遠距離目標物体）の場合はＡＧＣのゲインを大きくすることで、Ａ／Ｄ変換器のダイナミックレンジに最適に受信電磁波が収まるよう、Ａ／Ｄ変換器への最大振幅値をモニターしながら、ＡＧＣをフィードバック制御することで、Ａ／Ｄ変換器のビット数が小さくても近距離目標物体から遠距離目標物体まで検出できるようにしている。
【００２０】
次に走査方法を説明する。ここではビーム走査数を３本として説明する。図１１において、アンテナ走査用モータ１３は反射鏡アンテナ５２を所定３方向の角度で止めるよう制御される。このように構成されたレーダ装置のビームパターンは図４に示すように左方向に出力する左ビームＬ、真ん中方向に出力する中ビームＣ、右方向に出力する右ビームＲで構成される。
【００２１】
次に測角動作について説明する。目標物体６を測角するには、それぞれのビームにおいて、まず距離、相対速度、信号強度Ｍを求め、距離、相対速度値が同じものについて受信レベルＭを比較し測角を行う。従来例で示したように、この方法では振幅値の比較を行うためＡＧＣアンプ１０のゲイン量は３方向で同一である必要があり、前述のように、ある走行条件によっては先行車を検出できなくなる。
【００２２】
このような問題点を解決するため、この発明の実施の形態１では、複数方向での受信手段のＡＧＣ量を独立に制御するようにし、さらに各ＡＧＣ量に応じて各方向の目標物体の受信レベルを補正し測角するものである。ここで図５のフローチャートを用いて具体的に説明する。まず、走査方向を示す変数ｉに０を入力し（Ｓ１）、所定の方向にアンテナを向けビート信号ＶをＡ／Ｄ変換器１１で所定数サンプリングし（Ｓ２）、得られたビート信号Ｖの最大値を取得する（Ｓ３）。図２で述べたように、ビート信号の最大値が所定の範囲（Ａ／Ｄ最大値−１ｄＢ）より小さく（Ａ／Ｄ最大値−４ｄＢ）より大きくなるよう２ｄＢのきざみで
ＡＧＣをフィードバック制御する（Ｓ４、５）。ここで所定の範囲の幅を３ｄＢとしたのは、ＡＧＣのゲインのきざみが２ｄＢとしたときにハンチングを起こさないようマージンを加えているためである。また、ここでは２ｄＢきざみとしたが、ビート信号Ｖの大きさに応じてリニアにゲインを変更してもよい。
【００２３】
次に、次の走査方向でのＡＧＣ値を設定するために変数ｉをインクリメントし（Ｓ６）、あらかじめ決定されている次の走査方向でのＡＧＣ値をＡＧＣに出力しゲイン設定を行う（Ｓ７）。次に３方向すべてで繰り返し（Ｓ８）、３方向の独立したＡＧＣにおけるビート信号Ｖを取得する。
【００２４】
３方向のビート信号をＦＦＴ処理することにより、従来例の方法に従い３方向での検出対象の距離、相対速度、受信レベルＭを求める（Ｓ９）。次にすべての方向で同一距離、同一相対速度の検出対象を同一目標物体とみなし、各方向における受信レベルＭ［左］、Ｍ［中］、Ｍ［右］をまとめる（Ｓ１０）。さらに各
ビームの測定時のＡＧＣ値であるＡＧＣ［左］、ＡＧＣ［中］、ＡＧＣ［右］（つまり現在設定されているＡＧＣ量のひとつ前の設定値）を取得し（Ｓ１１）、受信レベルを比較できるように各方向のＡＧＣ量だけそれぞれの受信レベルＭを下げる（Ｓ１２）。ここではＡＧＣ量を０ｄＢ（ゲインなし）の状態を基本として受信レベルＭ’を計算したが、計算時にまるめ誤差が小さくなるようＡＧＣ最大量を基準とし、実際のＡＧＣ量との差分だけ受信レベルＭに乗算してもよい。また、ある所定のＡＧＣ量を基準としてもよい。これにより求められた受信レベル補正値Ｍ’は、ある基準となる固定ＡＧＣ量で各方向の受信レベルを検出したことと同等になるので、受信レベル補正値Ｍ’を用いて、従来例に従い測角処理を行う（Ｓ１３）。次に計測を終了するか判断し（Ｓ１４）、終了しない場合はＳ１に戻る。
【００２５】
以上のように、この発明の実施の形態１によれば、複数方向での受信手段のＡＧＣ量を独立に制御するようにしたので、特別な装置を付加することなく、どのような走行状況においても最大検知距離をレーダの本来の機能から落とすことなく、確実に目標物体を検出できる。またＡＧＣ量により受信レベルを補正するようにしたので、正確に測角することができる。
【００２６】
実施の形態２．
実施の形態１のレーダ装置は図１３のような走行状況の場合、確実に先行車を検出できるようになったが、先行車の測角ができない場合がある。例えば、先行車が遠方に存在する場合、中ビームは先行車を検出できるが、右ビームは反射強度が大きいトラックが検出されるためＡＧＣ量を小さくするので先行車を検出できないことがある。さらに図１３において、道路がやや右に曲がっている場合は左ビームでも先行車を検出できないため、先行車は中ビーム１本でしか検出できない。このような状況においては少なくとも２方向のビームで目標物体を検出できないので従来の測角原理からは測角が不可能となる。
【００２７】
以下、上記問題を解決するための実施の形態２を図６について説明する。図６は実施の形態２に係る車両用レーダ装置の構成を示すもので、従来例を示す図１１との違いはサーキュレータ４を送受切換スイッチ１５に変更した点であり、パルスドップラレーダを構成している。図６において、１は例えば送信周波数ｆｔｘ＝７６．５ＧＨｚの電磁波を発生する発振器、２は発振器１の電磁波の電力を分配し、送信アンプ３とミクサ８の両方に供給するパワーデバイダ、３はパワーデバイダ２により送信用に分配された電磁波を増幅する送信アンプである。
【００２８】
１５は送信時にはアンテナ５を送信アンプ３に接続し、受信時にはアンテナ５を受信アンプ７に接続する送受切換スイッチである。５はホーンアンテナ５１および反射鏡アンテナ５２とからなる送受共用アンテナである。６はレーダ装置から距離Ｒだけ離れた相対速度Ｖの目標物体、７は送信電磁波が反射されて帰ってきた受信電磁波を増幅する受信アンプ、８はパワーデバイダ２によりＬＯ用に分配された電磁波と目標物体６の反射波とをミキシングし、目標物体６の相対速度Ｖに応じたビート信号を出力するミクサ、９はカットオフ周波数がパルス時間幅の逆数となるフィルタ、１０は反射電磁波の受信電力に応じてゲインを調整できるＡＧＣアンプ、１１はビート信号をデジタルに変換するＡ／Ｄ変換器、１２はＡ／Ｄ値により目標物体の距離、相対速度を計算する信号処理装置である。
【００２９】
次に、上記のように構成された実施の形態２の車両用レーダ装置の電磁波送信動作を説明する。まず発振器１から例えば送信周波数ｆｔｘ＝７６．５ＧＨｚの周波数の電磁波が出力される。その電磁波はパワーデバイダ２を通過し、送信アンプ３により増幅される。送受切換スイッチ１５は送信アンプ３とアンテナ５を接続しているので、アンプ３により増幅された電磁波は送受切換スイッチ１５を通過し、アンテナ５から空間に出力される。
【００３０】
次に電磁波受信動作を説明する。電磁波送信開始時からパルス時間幅Ｔｇ例えば３３．３ｎｓ（＝１／３０ＭＨｚ、距離５ｍ相当）だけ経過した時点で、送受切換スイッチ１５は受信側に切り替わり、アンテナ５と受信アンプ７を接続する。また、アンテナ５から空間に出力された電磁波は距離Ｒに存在する目標物体６から反射され、図７のように送信電磁波に対して距離Ｒに依存する遅延時間△ｔをもって受信電磁波としてアンテナ５に入力される。また、目標物体６が相対速度を持つとき、受信電磁波周波数は送信電磁波周波数ｆｔｘに対してｆｂだけドップラシフトしてアンテナ５に入力される。アンテナ５に入力された受信電磁波は受信アンプ７により増幅され、ミクサ８によりパワーデバイダ２からのＬＯ用電磁波とミキシングされ、図７に示すドップラシフトｆｂに対応したビート信号を出力する。得られたビート信号はカットオフ周波数が３０ＭＨｚフィルタ９を通過し、ＡＧＣアンプ１０により増幅されてＡ／Ｄ変換器１１に入力される。
【００３１】
次に、Ａ／Ｄ変換器１１に入力されたデータから信号処理装置１２が目標物体６の距離、相対速度を演算する方法を述べる。ここで、例えば速度分解能１ｋｍ／ｈを得たいとすると、送信周波数ｆｔｘ＝７６．５ＧＨｚよりドップラ周波数の分解能△ｆは
となり、７．０６ｍｓの計測時間が必要となる。ここで、例えば最大計測距離を１５０ｍとした場合、パルス繰り返し周期は３３．３ｎｓ×３０＝１μｓとなるので、速度分解能１ｋｍ／ｈを得るには上記装置においてビート信号を図８のようにレンジゲート毎にパルス７０６０発分を取得し、そのすべてのデータをレンジゲート毎にＦＦＴすると図９のようにあるレンジゲートでドップラシフトｆｂが出力される。ここで、距離、相対速度は下記式（２）、（３）で計算できる。
距離＝ ｔｇ×ｎ×Ｃ／２ ・・・（２）
相対速度＝（ｆｂ×Ｃ）／（２ｆｏ） ・・・（３）
ここで、ｔｇはレンジゲート時間幅（パルス時間幅）、ｎはレンジゲート番号、Ｃは光速、ｆｂはビート周波数、ｆｏは送信周波数（７６．５ＧＨｚ）である。
【００３２】
このように構成された実施の形態２の車両用レーダ装置は、図１３において、トラックの位置が車線外にあることがわかれば、右ビームのＡＧＣ量を増加させ先行車を検出するようにする。この車両用レーダ装置は目標物体が自車両と同一レーン上を走行する先行車かどうかを判定し、車間距離や、安全車間距離を保つ追従走行などを行うのが目的であり、トラックが走行レーン外であれば先行車を検出することが優先される。このレーダ装置がＦＭ−ＣＷレーダの場合、ビート信号ＶがＡ／Ｄ変換器で飽和するので右ビームは実スペクトルの高調波スペクトルが複数検出されてしまいこの方法を使うのは難しい。しかし、パルスレーダの場合、トラックが検出されているレンジゲートではビート信号ＶがＡ／Ｄ変換器で飽和するのでトラックを検出できないが、先行車を検出しているレンジゲートではビート信号ＶがＡ／Ｄ変換器で飽和しないので正しく検出できる。
【００３３】
ここで図１０のフローチャートを用いて具体的に説明する。まず、３方向すべてのＡ／Ｄ値を計測する（Ｓ１）。これは実施の形態１のＳ１からＳ８と同等である。
【００３４】
次に、目標物体の距離、相対速度、角度を計測する（Ｓ２）。これは実施の形態１のＳ９からＳ１３と同等である。
【００３５】
次に、先行車を、車載カメラあるいはハンドル角センサ１４あるいはヨーレートセンサなどからのデータあるいは路肩の停止物の位置から認識し設定する（Ｓ３）。
【００３６】
次に、設定した先行車のデータを少なくとも２ビーム以上で検出しているかどうかを判定し、できていれば再計測を行う（Ｓ４）。できていなければ検出していないビームにおいて受信レベルの高い目標物体が存在するかどうか判定し、存在しなければ再計測を行う（Ｓ５）。存在していればそのビームのＡＧＣ量をリニアあるいは段階状に増加させ再セットする（Ｓ６）。このときの増加量は先行車を確実に捕捉しているビームのＡＧＣ値にセットしてもよいし、できるだけ受信レベルの高い目標物体も検出できるように徐々に増加させてもよい。
【００３７】
次に、終了するかどうか判定し、終了しないならＳ１に戻り再計算を行う。
【００３８】
このように実施の形態２によれば、反射強度の大きい物体を検出している方向のＡＧＣ量を増大させるようにしたので、特別な装置を付加することなく、どのような走行状況においても最大検知距離をレーダの本来の性能から落とすことなく、確実に先行車の位置を検出できる。また、ＡＧＣ量を増大させる方法により、反射強度の大きい物体をできるだけ検出できるようにすることができたり、早期に位置検出したりできる。
【００３９】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、複数方向での受信手段のＡＧＣ量を独立に制御するようにしたので、特別な装置を付加することなく、どのような走行状況においても最大検知距離をレーダの本来の性能から落とすことなく、確実に目標物体を検出できる。
【００４０】
また、複数方向での受信手段のＡＧＣ量を独立に制御するようにし、さらにＡＧＣ量により受信レベルを補正するようにしたので、特別な装置を付加することなく、どのような走行状況においても最大検知距離をレーダの本来の性能から落とすことなく、確実に目標物体を検出でき、かつ測角することができる。
【００４１】
また、反射強度の大きい物体を検出している方向のＡＧＣ量を増大させるようにしたので、特別な装置を付加することなく、どのような走行状況においても最大検知距離をレーダの本来の性能から落とすことなく、確実に先行車の位置を検出できる。さらに、反射強度の大きい物体をできるだけ検出できるようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１に係る車両用レーダ装置のＡＧＣ回路を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１のＡＧＣフイードバック制御を示すイメージ図である。
【図３】実施の形態１のＡＧＣの機能を示すイメージ図である。
【図４】実施の形態１における３ビームを示す説明図である。
【図５】実施の形態１の動作を説明するフローチャートである。
【図６】この発明の実施の形態２に係る車両用レーダ装置の構成を示すブロック図である。
【図７】実施の形態２のパルス信号の送受信を説明する図である。
【図８】実施の形態２におけるビート信号を示す説明図である。
【図９】実施の形態２におけるビート周波数を示す説明図である。
【図１０】実施の形態２の動作を説明するフローチャートである。
【図１１】従来の車両用レーダ装置の構成を示すブロック図である。
【図１２】従来の車両用レーダ装置の相対距離、相対速度を算出する方法を説明する図である。
【図１３】従来の車両用レーダ装置の問題点を説明する図である。
【符号の説明】
１ 発振器、 ２ パワーデバイダ、
３ 送信アンプ、 ４ サーキユレータ、
５ 送受共用ナンテナ、 ６ 目標物体、
７ 受信アンプ、 ８ ミクサ、
９ フイルタ、 １０ ＡＧＣアンプ、
１１ Ａ／Ｄ変換器、 １２ 信号処理装置、
１３ モータ、 １４ ハンドル角センサ
１５ 送受切換スイッチ、 ５１ ホーンアンテナ、
５２ 反射鏡アンテナ。
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば車両用車間距離を測定するのに使用される車両用レーダ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種のレーダ装置としては、送受共用アンテナを用いることで小型化し、自動車への搭載性を向上させた図１１に示すようなＦＭ−ＣＷレーダ装置が知られている。図１１において、１は発振器、２はパワーデバイダ、３は送信アンプ、４はサーキュレータ、５はホーンアンテナ５１と反射鏡アンテナ５２とからなる送受共用アンテナ、６は目標物体、７は受信アンプ、８はミクサ、９はフィルタ、１０はＡＧＣアンプ、１１はＡ／Ｄ変換器、１２は信号処理装置、１３はアンテナ走査用モータ、１４はハンドル角センサである。そして、上記１乃至５で送信手段を、４、５、７、８で受信手段を、９乃至１２で信号処理手段を、また、１３および５２で走査手段をそれぞれ構成している。
【０００３】
次に、このように構成された従来装置の動作を説明する。信号処理装置１２は線形のＦＭ変調用の電圧信号を出力する。このＦＭ変調用電圧信号により発振器１がＦＭ変調された電磁波を発生する。この電磁波をパワーデバイダ２により２つに分け、一方はミクサ８に入力する。もう一方の電磁波は送信アンプ３で増幅された後、サーキュレータ４を経由し、送受共用アンテナ５から空間に出力される。送受共用アンテナ５から空間に出力された電磁波は目標物体６で反射され、送信電磁波に対して遅延時間Ｔｄをもつ受信電磁波として送受共用アンテナ５に入力される。さらに目標物体レーダ装置に対して相対速度を持つ場合、受信電磁波は送信電磁波に対してドップラシフトｆｄをもって送受共用アンテナ５に入力される。送受共用アンテナ５で受信された電磁波は受信アンプ７で増幅された後、ミクサ８により送信電磁波とミキシングされ、遅延時間Ｔｄとドップラシフトｆｄに対応したビート信号を出力する。得られたビート信号はフィルタ９を通過し、ＡＧＣアンプ１０により増幅されてＡ／Ｄ変換器１１に入力される。そのビート信号から信号処理装置１２は目標物体６までの相対距離と相対速度を算出する。
【０００４】
次に相対距離と相対速度を算出する方法を説明する。図１２は上記レーダ装置を用いた相対距離と相対速度を算出する一例の説明である。ここで、縦軸は周波数ｆ、横軸は時間ｔである。図１２において、送信電磁波（実線）は送信電磁波の周波数掃引帯域幅Ｂ、変調周期ＴｍでＦＭ変調されている。受信電磁波（細い破線および太い破線）は送信電磁波が距離Ｒの位置に存在する目標物体６で反射されて送受共用アンテナ５に入力されるまでの遅延時間Ｔｄを持っている。また、目標物体６が相対速度を持つとき、受信電磁波は送信電磁波に対してｆｄだけドップラシフトする。このとき周波数上昇時における送信信号と受信信号の周波数差ｆｂｕと周波数下降時における送信信号と受信信号の周波数差ｆｂｄがビート信号としてミクサ８より出力される。このビート信号をＡ／Ｄ変換器１１でＡ／Ｄ変換し、信号処理装置１２にデータとして取り込み、ＦＦＴ処理（高速フーリエ変換処理）することにより上記ｆｂｕ、ｆｂｄとその受信レベルＭを求める。ｆｂｕ、ｆｂｄの受信レベルは通常同じでありＭとなる。
【０００５】
上記ｆｂｕ、ｆｂｄ、Ｔｍ、Ｂと光速Ｃ（＝３．０×１０8 ｍ／ｓ）、搬送波の波長λ（搬送波の基本周波数がｆ０ ＝７７ＧＨｚならば、λ＝４．０×１０-3 ｍ）により目標物体の相対距離Ｒと相対速度Ｖは下式により求められる。
Ｒ＝ＴｍＣ／４Ｂ（ｆｂｕ＋ｆｂｄ）、 Ｖ＝λ／４（ｆｂｕ−ｆｂｄ）・・・（１）
また、目標物体が複数存在する場合、周波数上昇時における送信信号と受信信号の複数の周波数差ｆｂｕと周波数下降時における送信信号と受信信号の複数の周波数差ｆｂｄから同一物体のｆｂｕとｆｂｄを選び、式１からそれぞれの相対距離Ｒと相対速度Ｖを求める。
【０００６】
次に、受信レベルＭから信号処理装置１２が目標物体６の方向を演算する方法を述べる。従来、方向を演算する方法として例えばと特公平７−２００１６号公報にモノパルス方式、シーケンシャルロービング方式、コニカル走査方式など代表的な方式が開示されている。ここではシーケンシャルロービング方式について
説明する。この方法は、特開平７−９２２５８号公報に開示されているように、異なる軸を有する２つのレーダビームの受信レベルの差を正規化して用い、広い範囲で角度計測する測角方式と同等のものである。
【０００７】
距離、相対速度および受信レベルＭ１を所定の方向θ１で測定した後、信号処理装置１２はモータ１３を動作させ次の方向θ２に移動し、同様に距離、相対速度および受信レベルＭ２を測定する。これら複数方向の検出データにおいて同一の距離、相対速度のデータを選び出し、受信レベルＭ１と受信レベルＭ２の大小関係により測角する。
【０００８】
具体的には、所定の２方向θ１とθ２におけるアンテナビームパターンＢ１（θ）とＢ２（θ）から和パターンＳ（θ）と差パターンＤ（θ）を下記式より求める。
Ｓ（θ）＝Ｂ１（θ）＋Ｂ２（θ）・・・（４）
Ｄ（θ）＝Ｂ１（θ）−Ｂ２（θ）・・・（５）
次にＳ（θ）で規格化した次式のディスクリＤＳ（θ）を求める。
ＤＳ（θ）＝Ｄ（θ）／Ｓ（θ）・・・・（６）
ここで、Ｓ（θ）の半値幅内θｓ内ではθに対してＤＳ（θ）が単調増加、あるいは単調減少の関係になる。
【０００９】
所定の２方向θ１とθ２の中心をθｏ、Ｓ（θ）の半値幅をθｓとし、θｓで規格化した角度θｎ、およびθｎ＝０付近のＤＳ（θ）の傾きｋを次式で求める。
θｎ＝（θ−θｏ）／θｓ・・・・・・・（７）
ｋ＝ＤＳ（θ）／θｎ・・・・・・・・・（８）
また、受信レベルＭ１と受信レベルＭ２から観測で得られるＤＳを次式から求める。
ＤＳ＝（Ｍ１−Ｍ２）／（Ｍ１＋Ｍ２）・・・（９）
よって、予め計算できるθｓ、ｋ、θｏと、観測で得られたＤＳから次式により目標物体の方向θを求めることができる。
θ＝θｓ／ｋ・ＤＳ＋θｏ・・・・・・・（１０）
【００１０】
上記より測定した目標物体の距離、相対速度、方向とハンドル角センサ１４から道路の曲率を求めた結果より、目標物体が自車両と同一レーン上を走行する先行車かどうかを判定し、車間距離警報や、安全車間距離を保つ追従走行などを行う。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記式を用いて測角する場合、少なくとも２方向で上記ＡＧＣアンプ１０を同じゲインに設定しなければそれぞれの方向での受信レベルを比較できず測角ができない。また、少なくとも２方向で上記ＡＧＣアンプ１０を同じゲインに設定すると、図１３のような走行状況の場合、右レーンの近距離トラックは反射強度が大きいため、そのレベルによりＡＧＣが制限され、実際に検出したい同一レーン上を走行する先行車が検出できなくなるというシステムの運用上の問題があった。
【００１２】
この発明は上記のような問題点を解決するためになされたものであって、どのような走行状況においても最大検知距離をレーダの本来の性能から落とすことなく、確実に先行車の位置を検出できる高性能で安価な車両用レーダ装置を得ることを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る車両用レーダ装置は、電磁波を送信する送信手段と、 目標物体で反射された電磁波を受信する受信手段と、上記送信手段の出力と受信手段の入力に基づいて目標物体の距離および相対速度および受信強度を求める信号処理手段と、上記電磁波の送信方向および受信方向を変更する走査手段と、複数方向での目標物体の受信強度から目標物体の方向を算出する演算手段とを備えた車両用レーダ装置において、複数方向での上記受信手段のＡＧＣ量を独立に制御し、上記受信手段の各ＡＧＣ量に応じて各方向の目標物体の受信レベルを補正し測角するに際し、走行レーン外の反射強度の大きい物体の存在により少なくとも２方向で先行車を検出できないことを判断した場合、主に反射強度の大きい物体を検出している方向のＡＧＣ量を増大させる演算手段を備えたものである。
【００１４】
また、電磁波を送信する送信手段と、 目標物体で反射された電磁波を受信する受信手段と、上記送信手段の出力と受信手段の入力に基づいて目標物体の距離および相対速度および受信強度を求める信号処理手段と、上記電磁波の送信方向および受信方向を変更する走査手段と、複数方向での目標物体の受信強度から目標物体の方向を算出する演算手段とを備えた車両用レーダ装置において、複数方向での上記受信手段のＡＧＣ量を独立に制御し、上記受信手段の各ＡＧＣ量に応じて各方向の目標物体の受信レベルを補正し測角するに際し、走行レーン外の反射強度の大きい物体の存在により少なくとも２方向で先行車を検出できないことを判断した場合、主に反射強度の大きい物体を検出している方向のＡＧＣ量を、先行車を捕捉している方向のＡＧＣ量と同じにする演算手段を備えたものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を説明する。装置の構成、並びに距離、速度等受信レベルＭを求める方法は図１１に示した従来例と同じである。ここではＡＧＣの制御方法について図を用いて説明する。図１はこの発明の要部であるＡＧＣの動作を示すブロック図である。図１において、８はミクサ、１０はＡＧＣアンプ、１１はＡ／Ｄ変換器、１２は信号処理装置である。
【００１６】
目標物体６の反射波をミクサ８が受信するとビート信号Ｖを発生する。ビート信号ＶはＡＧＣアンプ１０にて予め設定されているゲイン量（Ｇａｉｎ・Ｖ）に応じてビート信号ＶをＧａｉｎ・Ｖまで増幅する。増幅されたビート信号はＡ／Ｄ変換器１１にてサンプリングされ、データとして信号処理装置１２に送られ、信号処理装置１２はそのデータに基づいてＡＧＣアンプ１０のゲイン量を再設定する。
【００１７】
ＡＧＣアンプ１０のゲイン量を再設定するためのイメージ図を図２に示す。図２において、信号はＡＧＣアンプ１０にて増幅された信号が８ビットＡ／Ｄ変換器１１に時系列にサンプリングされた結果を示している。信号処理装置１２は増幅された信号の最大振幅がある所定の範囲内に収まるようにＡＧＣアンプ１０のゲイン量を常に設定する。ここでは例としてＡ／Ｄ変換器１１の最大入力値が０．５Ｖとし、そのときのデジタル値を１２７、最小入力値は−０．５Ｖとし、そのときのデジタル値を−１２７としている。また、所定の範囲を最大入力値から４ｄＢ下がった点（デジタル値５０）からマージンを見込んで最大入力値から１ｄＢ下がった点（デジタル値１００）間に収まるようにフィードバック制御する。
【００１８】
このようなＡＧＣアンプ１０の動作の結果について図３を用いて説明する。システム設計結果では、最大受信電力（Ｓｍａｘ）と最小受信電力（Ｓｍｉｎ）との間には７０ｄＢ以上の開きがある。ここで最大受信電力（Ｓｍａｘ）は前方５ｍの平面板の反射レベル、最小受信電力（Ｓｍｉｎ）は前方１２０ｍの乗用車の反射レベルで規定する。また受信電磁波の検出確率を９０％以上確保し、かつノイズを検出する確率を１０−６に抑えるために、受信系ノイズレベルに対し最小受信電力（Ｓｍｉｎ）は１７ｄＢ程度のマージンが必要である。よって、合計９０ｄＢ程度のダイナミックレンジが必要となる。しかし、このようなダイナミックレンジを持つＡ／Ｄ変換器は計算上１５ビット必要となり、車両用としてはコスト、ノイズの面で実現不可能である。
【００１９】
上記背景から図３に示すように、大きな受信電力（近距離目標物体）の反射の場合はＡＧＣのゲインを小さくし、小さな受信電力（遠距離目標物体）の場合はＡＧＣのゲインを大きくすることで、Ａ／Ｄ変換器のダイナミックレンジに最適に受信電磁波が収まるよう、Ａ／Ｄ変換器への最大振幅値をモニターしながら、ＡＧＣをフィードバック制御することで、Ａ／Ｄ変換器のビット数が小さくても近距離目標物体から遠距離目標物体まで検出できるようにしている。
【００２０】
次に走査方法を説明する。ここではビーム走査数を３本として説明する。図１１において、アンテナ走査用モータ１３は反射鏡アンテナ５２を所定３方向の角度で止めるよう制御される。このように構成されたレーダ装置のビームパターンは図４に示すように左方向に出力する左ビームＬ、真ん中方向に出力する中ビームＣ、右方向に出力する右ビームＲで構成される。
【００２１】
次に測角動作について説明する。目標物体６を測角するには、それぞれのビームにおいて、まず距離、相対速度、信号強度Ｍを求め、距離、相対速度値が同じものについて受信レベルＭを比較し測角を行う。従来例で示したように、この方法では振幅値の比較を行うためＡＧＣアンプ１０のゲイン量は３方向で同一である必要があり、前述のように、ある走行条件によっては先行車を検出できなくなる。
【００２２】
このような問題点を解決するため、この発明の実施の形態１では、複数方向での受信手段のＡＧＣ量を独立に制御するようにし、さらに各ＡＧＣ量に応じて各方向の目標物体の受信レベルを補正し測角するものである。ここで図５のフローチャートを用いて具体的に説明する。まず、走査方向を示す変数ｉに０を入力し（Ｓ１）、所定の方向にアンテナを向けビート信号ＶをＡ／Ｄ変換器１１で所定数サンプリングし（Ｓ２）、得られたビート信号Ｖの最大値を取得する（Ｓ３）。図２で述べたように、ビート信号の最大値が所定の範囲（Ａ／Ｄ最大値−１ｄＢ）より小さく（Ａ／Ｄ最大値−４ｄＢ）より大きくなるよう２ｄＢのきざみで
ＡＧＣをフィードバック制御する（Ｓ４、５）。ここで所定の範囲の幅を３ｄＢとしたのは、ＡＧＣのゲインのきざみが２ｄＢとしたときにハンチングを起こさないようマージンを加えているためである。また、ここでは２ｄＢきざみとしたが、ビート信号Ｖの大きさに応じてリニアにゲインを変更してもよい。
【００２３】
次に、次の走査方向でのＡＧＣ値を設定するために変数ｉをインクリメントし（Ｓ６）、あらかじめ決定されている次の走査方向でのＡＧＣ値をＡＧＣに出力しゲイン設定を行う（Ｓ７）。次に３方向すべてで繰り返し（Ｓ８）、３方向の独立したＡＧＣにおけるビート信号Ｖを取得する。
【００２４】
３方向のビート信号をＦＦＴ処理することにより、従来例の方法に従い３方向での検出対象の距離、相対速度、受信レベルＭを求める（Ｓ９）。次にすべての方向で同一距離、同一相対速度の検出対象を同一目標物体とみなし、各方向における受信レベルＭ［左］、Ｍ［中］、Ｍ［右］をまとめる（Ｓ１０）。さらに各
ビームの測定時のＡＧＣ値であるＡＧＣ［左］、ＡＧＣ［中］、ＡＧＣ［右］（つまり現在設定されているＡＧＣ量のひとつ前の設定値）を取得し（Ｓ１１）、受信レベルを比較できるように各方向のＡＧＣ量だけそれぞれの受信レベルＭを下げる（Ｓ１２）。ここではＡＧＣ量を０ｄＢ（ゲインなし）の状態を基本として受信レベルＭ’を計算したが、計算時にまるめ誤差が小さくなるようＡＧＣ最大量を基準とし、実際のＡＧＣ量との差分だけ受信レベルＭに乗算してもよい。また、ある所定のＡＧＣ量を基準としてもよい。これにより求められた受信レベル補正値Ｍ’は、ある基準となる固定ＡＧＣ量で各方向の受信レベルを検出したことと同等になるので、受信レベル補正値Ｍ’を用いて、従来例に従い測角処理を行う（Ｓ１３）。次に計測を終了するか判断し（Ｓ１４）、終了しない場合はＳ１に戻る。
【００２５】
以上のように、この発明の実施の形態１によれば、複数方向での受信手段のＡＧＣ量を独立に制御するようにしたので、特別な装置を付加することなく、どのような走行状況においても最大検知距離をレーダの本来の機能から落とすことなく、確実に目標物体を検出できる。またＡＧＣ量により受信レベルを補正するようにしたので、正確に測角することができる。
【００２６】
実施の形態２．
実施の形態１のレーダ装置は図１３のような走行状況の場合、確実に先行車を検出できるようになったが、先行車の測角ができない場合がある。例えば、先行車が遠方に存在する場合、中ビームは先行車を検出できるが、右ビームは反射強度が大きいトラックが検出されるためＡＧＣ量を小さくするので先行車を検出できないことがある。さらに図１３において、道路がやや右に曲がっている場合は左ビームでも先行車を検出できないため、先行車は中ビーム１本でしか検出できない。このような状況においては少なくとも２方向のビームで目標物体を検出できないので従来の測角原理からは測角が不可能となる。
【００２７】
以下、上記問題を解決するための実施の形態２を図６について説明する。図６は実施の形態２に係る車両用レーダ装置の構成を示すもので、従来例を示す図１１との違いはサーキュレータ４を送受切換スイッチ１５に変更した点であり、パルスドップラレーダを構成している。図６において、１は例えば送信周波数ｆｔｘ＝７６．５ＧＨｚの電磁波を発生する発振器、２は発振器１の電磁波の電力を分配し、送信アンプ３とミクサ８の両方に供給するパワーデバイダ、３はパワーデバイダ２により送信用に分配された電磁波を増幅する送信アンプである。
【００２８】
１５は送信時にはアンテナ５を送信アンプ３に接続し、受信時にはアンテナ５を受信アンプ７に接続する送受切換スイッチである。５はホーンアンテナ５１および反射鏡アンテナ５２とからなる送受共用アンテナである。６はレーダ装置から距離Ｒだけ離れた相対速度Ｖの目標物体、７は送信電磁波が反射されて帰ってきた受信電磁波を増幅する受信アンプ、８はパワーデバイダ２によりＬＯ用に分配された電磁波と目標物体６の反射波とをミキシングし、目標物体６の相対速度Ｖに応じたビート信号を出力するミクサ、９はカットオフ周波数がパルス時間幅の逆数となるフィルタ、１０は反射電磁波の受信電力に応じてゲインを調整できるＡＧＣアンプ、１１はビート信号をデジタルに変換するＡ／Ｄ変換器、１２はＡ／Ｄ値により目標物体の距離、相対速度を計算する信号処理装置である。
【００２９】
次に、上記のように構成された実施の形態２の車両用レーダ装置の電磁波送信動作を説明する。まず発振器１から例えば送信周波数ｆｔｘ＝７６．５ＧＨｚの周波数の電磁波が出力される。その電磁波はパワーデバイダ２を通過し、送信アンプ３により増幅される。送受切換スイッチ１５は送信アンプ３とアンテナ５を接続しているので、アンプ３により増幅された電磁波は送受切換スイッチ１５を通過し、アンテナ５から空間に出力される。
【００３０】
次に電磁波受信動作を説明する。電磁波送信開始時からパルス時間幅Ｔｇ例えば３３．３ｎｓ（＝１／３０ＭＨｚ、距離５ｍ相当）だけ経過した時点で、送受切換スイッチ１５は受信側に切り替わり、アンテナ５と受信アンプ７を接続する。また、アンテナ５から空間に出力された電磁波は距離Ｒに存在する目標物体６から反射され、図７のように送信電磁波に対して距離Ｒに依存する遅延時間△ｔをもって受信電磁波としてアンテナ５に入力される。また、目標物体６が相対速度を持つとき、受信電磁波周波数は送信電磁波周波数ｆｔｘに対してｆｂだけドップラシフトしてアンテナ５に入力される。アンテナ５に入力された受信電磁波は受信アンプ７により増幅され、ミクサ８によりパワーデバイダ２からのＬＯ用電磁波とミキシングされ、図７に示すドップラシフトｆｂに対応したビート信号を出力する。得られたビート信号はカットオフ周波数が３０ＭＨｚフィルタ９を通過し、ＡＧＣアンプ１０により増幅されてＡ／Ｄ変換器１１に入力される。
【００３１】
次に、Ａ／Ｄ変換器１１に入力されたデータから信号処理装置１２が目標物体６の距離、相対速度を演算する方法を述べる。ここで、例えば速度分解能１ｋｍ／ｈを得たいとすると、送信周波数ｆｔｘ＝７６．５ＧＨｚよりドップラ周波数の分解能△ｆは
距離＝ ｔｇ×ｎ×Ｃ／２ ・・・（２）
相対速度＝（ｆｂ×Ｃ）／（２ｆｏ） ・・・（３）
ここで、ｔｇはレンジゲート時間幅（パルス時間幅）、ｎはレンジゲート番号、Ｃは光速、ｆｂはビート周波数、ｆｏは送信周波数（７６．５ＧＨｚ）である。
【００３２】
このように構成された実施の形態２の車両用レーダ装置は、図１３において、トラックの位置が車線外にあることがわかれば、右ビームのＡＧＣ量を増加させ先行車を検出するようにする。この車両用レーダ装置は目標物体が自車両と同一レーン上を走行する先行車かどうかを判定し、車間距離や、安全車間距離を保つ追従走行などを行うのが目的であり、トラックが走行レーン外であれば先行車を検出することが優先される。このレーダ装置がＦＭ−ＣＷレーダの場合、ビート信号ＶがＡ／Ｄ変換器で飽和するので右ビームは実スペクトルの高調波スペクトルが複数検出されてしまいこの方法を使うのは難しい。しかし、パルスレーダの場合、トラックが検出されているレンジゲートではビート信号ＶがＡ／Ｄ変換器で飽和するのでトラックを検出できないが、先行車を検出しているレンジゲートではビート信号ＶがＡ／Ｄ変換器で飽和しないので正しく検出できる。
【００３３】
ここで図１０のフローチャートを用いて具体的に説明する。まず、３方向すべてのＡ／Ｄ値を計測する（Ｓ１）。これは実施の形態１のＳ１からＳ８と同等である。
【００３４】
次に、目標物体の距離、相対速度、角度を計測する（Ｓ２）。これは実施の形態１のＳ９からＳ１３と同等である。
【００３５】
次に、先行車を、車載カメラあるいはハンドル角センサ１４あるいはヨーレートセンサなどからのデータあるいは路肩の停止物の位置から認識し設定する（Ｓ３）。
【００３６】
次に、設定した先行車のデータを少なくとも２ビーム以上で検出しているかどうかを判定し、できていれば再計測を行う（Ｓ４）。できていなければ検出していないビームにおいて受信レベルの高い目標物体が存在するかどうか判定し、存在しなければ再計測を行う（Ｓ５）。存在していればそのビームのＡＧＣ量をリニアあるいは段階状に増加させ再セットする（Ｓ６）。このときの増加量は先行車を確実に捕捉しているビームのＡＧＣ値にセットしてもよいし、できるだけ受信レベルの高い目標物体も検出できるように徐々に増加させてもよい。
【００３７】
次に、終了するかどうか判定し、終了しないならＳ１に戻り再計算を行う。
【００３８】
このように実施の形態２によれば、反射強度の大きい物体を検出している方向のＡＧＣ量を増大させるようにしたので、特別な装置を付加することなく、どのような走行状況においても最大検知距離をレーダの本来の性能から落とすことなく、確実に先行車の位置を検出できる。また、ＡＧＣ量を増大させる方法により、反射強度の大きい物体をできるだけ検出できるようにすることができたり、早期に位置検出したりできる。
【００３９】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、複数方向での受信手段のＡＧＣ量を独立に制御するようにしたので、特別な装置を付加することなく、どのような走行状況においても最大検知距離をレーダの本来の性能から落とすことなく、確実に目標物体を検出できる。
【００４０】
また、複数方向での受信手段のＡＧＣ量を独立に制御するようにし、さらにＡＧＣ量により受信レベルを補正するようにしたので、特別な装置を付加することなく、どのような走行状況においても最大検知距離をレーダの本来の性能から落とすことなく、確実に目標物体を検出でき、かつ測角することができる。
【００４１】
また、反射強度の大きい物体を検出している方向のＡＧＣ量を増大させるようにしたので、特別な装置を付加することなく、どのような走行状況においても最大検知距離をレーダの本来の性能から落とすことなく、確実に先行車の位置を検出できる。さらに、反射強度の大きい物体をできるだけ検出できるようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１に係る車両用レーダ装置のＡＧＣ回路を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１のＡＧＣフイードバック制御を示すイメージ図である。
【図３】実施の形態１のＡＧＣの機能を示すイメージ図である。
【図４】実施の形態１における３ビームを示す説明図である。
【図５】実施の形態１の動作を説明するフローチャートである。
【図６】この発明の実施の形態２に係る車両用レーダ装置の構成を示すブロック図である。
【図７】実施の形態２のパルス信号の送受信を説明する図である。
【図８】実施の形態２におけるビート信号を示す説明図である。
【図９】実施の形態２におけるビート周波数を示す説明図である。
【図１０】実施の形態２の動作を説明するフローチャートである。
【図１１】従来の車両用レーダ装置の構成を示すブロック図である。
【図１２】従来の車両用レーダ装置の相対距離、相対速度を算出する方法を説明する図である。
【図１３】従来の車両用レーダ装置の問題点を説明する図である。
【符号の説明】
１ 発振器、 ２ パワーデバイダ、
３ 送信アンプ、 ４ サーキユレータ、
５ 送受共用ナンテナ、 ６ 目標物体、
７ 受信アンプ、 ８ ミクサ、
９ フイルタ、 １０ ＡＧＣアンプ、
１１ Ａ／Ｄ変換器、 １２ 信号処理装置、
１３ モータ、 １４ ハンドル角センサ
１５ 送受切換スイッチ、 ５１ ホーンアンテナ、
５２ 反射鏡アンテナ。
Claims (4)
- 電磁波を送信する送信手段と、 目標物体で反射された電磁波を受信する受信手段と、上記送信手段の出力と受信手段の入力に基づいて目標物体の距離および相対速度および受信強度を求める信号処理手段と、上記電磁波の送信方向および受信方向を変更する走査手段と、複数方向での目標物体の受信強度から目標物体の方向を算出する演算手段とを備えた車両用レーダ装置において、複数方向での上記受信手段のＡＧＣ量を独立に制御し、上記受信手段の各ＡＧＣ量に応じて各方向の目標物体の受信レベルを補正し測角するに際し、走行レーン外の反射強度の大きい物体の存在により少なくとも２方向で先行車を検出できないことを判断した場合、主に反射強度の大きい物体を検出している方向のＡＧＣ量を増大させる演算手段を備えたことを特徴とする車両用レーダ装置。
- 電磁波を送信する送信手段と、 目標物体で反射された電磁波を受信する受信手段と、上記送信手段の出力と受信手段の入力に基づいて目標物体の距離および相対速度および受信強度を求める信号処理手段と、上記電磁波の送信方向および受信方向を変更する走査手段と、複数方向での目標物体の受信強度から目標物体の方向を算出する演算手段とを備えた車両用レーダ装置において、複数方向での上記受信手段のＡＧＣ量を独立に制御し、上記受信手段の各ＡＧＣ量に応じて各方向の目標物体の受信レベルを補正し測角するに際し、走行レーン外の反射強度の大きい物体の存在により少なくとも２方向で先行車を検出できないことを判断した場合、主に反射強度の大きい物体を検出している方向のＡＧＣ量を、先行車を捕捉している方向のＡＧＣ量と同じにする演算手段を備えたことを特徴とする車両用レーダ装置。
- 上記電磁波は連続波であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用レーダ装置。
- 上記電磁波はパルス波であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用レーダ装置。
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